引言：介绍了一种闸阀电动执行器的控制器。该控制板选用MOTOROLA企业的8位微控制器做为控制单元，用功率器件做为电机驱动器模块，完成了一个集自动控制系统、手动调节、状态检测等基本功能于一体的智能控制系统。该体系适用各种工业生产调压阀。
关键字：闸阀电动执行器；控制器；MC68HC908SR12
前言
水、汽、油等液体与产业发展拥有紧密联系，而液体在工业上的使用离不了管道网系统软件，有管道网必定有阀门。由于工控自动化的发展趋势，传统式的手工机械调节方式在很多场所已不再可用。要实现管道网系统软件的工控自动化管理方法，也是离不了电动调节阀这一管道网系统软件里的执行器。在一些使用场所，对阀体的操纵不单单是简单开关控制，还牵涉到开启度操纵及其总流量等各种关系操纵，他们闸阀电动执行器控制板的智能性提出了更高的需要。原文中运用微控制器设计了一种闸阀自动控制系统实现了阀门执行机构操纵的智能化系统。
1系统软件原理和作用
闸阀的控制量为阀门开度，在使用场所往往会依据现实必须将闸阀开或关，或是调到一定程度，乃至动态性的以某类规律性电源开关。在传统式的仿真模拟控制方式选用时长、电流的大小来表明闸阀的打开方向。因为危害时长、电流量(工作电压)等技术参数的要素许多，因而表明的打开视角与气动阀门的实际位置不容易做到同歩，经常会出现显著的偏差［3］。与此同时，简单模拟量控制给予的数据非常不足，不利系统软件的调节和维修。我设计方案的全智能自动控制系统选用智能化的办法来操纵电动执行器运作。其控制器系统构成如下图1所显示。
选用MOTOROLA企业片式微控制器和外场处理芯片构成智能化系统的部位控制单元，接受统一的规范直流信号(如4～20mA的电流信号)，经信号分析及A/D变换送往微控制器，微处理器将解决前的数据信息送往表明模块表明调整结论，计算解决后造成的控制信号推动交流电动机。除此之外，系统软件带通信作用，能够接受上位机软件的命令，开展远程控制计算机控制。与此同时还可以在控制器当地的触摸屏一体机上根据菜单栏和按键完成当场手动控制。
关键功能描述：
(1)一体化总体设计，立即接受4～20mA/4～12mA/12～20mA/0～5V/1～5V等控制信号，导出防护的4～20mA阀位反馈信号；
(2)具备模拟仿真运作作用，并可依据客户设置的总流量特性曲线运作；
(3)控制信号短路常见故障分辨、警报及维护作用。短路问题时可让执行器或开、或关、或保特、或在0～100%中间预设的任何值；
(4)数字显示，表明操纵信号值、阀位值、常见故障类型；
(5)RS485远程控制通信作用，根据通信协议在上位机软件开展程序编写组态软件，对全过程量、开关量作数据信息或图像处理。
(6)闸阀行程安排自整定，输出数字信号自校准。
2系统硬件构成
控制器依据智能化系统、稳定性高、抗干扰性强、低成本等标准，操纵关键选用8位微控制器MC68HC908SR12(SR12)，电机控制系统的主电路选用电力电子学完成。SR12具备速度更快、作用强和价钱劣等特性。其最大输出功率可以达到8MHz，有512字节数的片内RAM、12K字节数的片内FLASH储存器，14路10位A/D，及SCI、I2C、SPI等通讯接口［1，4］。
系统应用SR12内部结构的A/D开展闸阀部位数据信号及键入控制信号的收集，运用PWM导出通过过滤前的部位数据信号，运用I2C系统总线与外部存储器AT24C08开展通信存储设置值，运用SCI插口根据MAX485与上位机软件开展数据传输，灵活运用了该处理芯片的内部资源，节省了费用。
2.1数据信号键入一部分
运用SR12内部结构A/D变换，将键入的数字信号和闸阀部位意见反馈的数字信号开展量化分析。选用REF02做为A/D的基准电压，其环境温度飘移指数为3PPM/℃。
2.2数据信号导出一部分
SR12有3安全通道8位快速PWM，每一个安全通道有自主的电子计数器，可挑选PWM键入数字时钟以形成各种各样PWM工作频率，并有全自动相位差操纵。运用在其中一路PWM做为模拟量输出数据信号，其他双路做为电机控制系统数据信号。与此同时挑选I/O口PTB6做为电磁阀开关量输入输出的控制信号。
2.3输出防护
系统软件在工业生产当场使用中，牵涉到各种各样仪表盘、感应器及执行器，会因为各种原因引进信号干扰及其各种各样风险的强电压信号。以便保证系统的可靠，确保检验的合理性和运作的稳定性，选用光电耦合器LOC210对输出数据信号开展防护，如下图2所显示。
图2中，左边有CPU系统软件的数据地，右边有外界系统软件的地。与此同时，外界体系的开关电源与内部系统的电源充分防护。
2.4通信一部分
为了能进行工业生产当场远程操作和组合的必须，系统软件适用RS485通讯方式。脉冲信号变换处理芯片选用MAX485。具体工作的时候，能够与上位机软件开展远程控制通信，开展运行方式设置并监管运行状态。
2.5电机驱动器一部分
电动机的推动选用电力工程开关元件双向可控硅BTA16。双向可控硅具备电源开关速度更快、使用寿命长、无火苗和拉弧状况等特性［2］，确保执行器在高热标准下的长期性靠谱运作，与此同时有利于对电动机的维护。主电路与CPU中间选用光电耦合器MOC302X推动，如下图3所显示，图上ZL为电机负载。
在设计中，MOC3020的二极管精子活动率电流量为15mA,MOC3021和MOC3023各自为8mA和3mA，因此能够由MC68HC908SR12的I/O口选用灌电流量方法立即推动。在具体工作的时候RC吸取控制回路的具体主要参数必须依据电机参数(ZL)的差异明确。
需要注意的是，MOC302X的抗压是400V，假如电动机必须运行在380V下或是电动机的反电势较为过大时，要采用MOC308X系列产品。
3软件开发
控制板的系统关键是通过源程序、工业触摸屏程序处理及全自动调节、故障处理、A/D变换和数据处理方法、手动控制故障处理等程序段构成。主操作程序如下图4所显示。
在运行情况下，分辨各种各样常见故障情况，发觉常见故障，马上警报表明，与此同时导出一组电磁阀开关量数据信号给客户，并断开电动机开关电源。
系统软件选用4个键重复使用的办法完成系统的调节及主要参数设置。4个键的界定各自为F(Function)、U(Up)、D(Dowm)、S(Shift)。F为功能按键，按此键进到设置菜单，数次按F键后可撤出菜单栏。U、D键各自意味着提升和减少现阶段标值或开展主要参数挑选，在手动控制中意味着往上或往下命令。S为转换键，可以改变现阶段键入聚焦点，相互配合U、D键，能够很方便的完成随意数字的键入。
在电动机控制系统上选用PID调整，避免了超调量、震荡的产生，与此同时可选择立即控制算法和占比 步进电机操纵等控制方式，使体系能适合不一样种类的电动机。
系统软件的软件开发促使可随时随地调节闸阀两边部位，只需调整好行程开关后作一次自整定(F、S键与此同时按住10s)就可以，巨大地区便了客户。系统软件还给予RS485通信协议，客户能通过上位机软件程序编写控制阀门，使闸阀连接网络通信及计算机系统控制更为便捷。
4结语
该体系的每个关键程序模块集中化在片式微控制器中，降低了体系的成本费，提高了稳定性，减少了大小，可同时组装于电动执行机构内部结构而不用修改原机械机构，这不但方便了目前执行器的生产制造，也有益于原来旧设备的更新改造。与此同时，系统软件的硬件开发综合考虑了工业生产现场的自然环境状况，采用了健全的反干扰对策和常见故障保障措施，使体系能适用工业生产现场的自然环境。
该系统软件已具体建成投产，现阶段在各类工业生产条件下运作优良。
论文参考文献
［1］张友德.M68HC08系列产品单片机原理与运用［M］.上海市：上海复旦大学出版社出版，2001.
［2］王兆安.电力电子学［M］.北京市：机械工程出版社出版，2001.
［3］张卫华.电动调节阀智能化自动控制系统的研发［J］.青岛市大学学报，2003，16(3)：79-82.
关键字：闸阀电动执行器；控制器；MC68HC908SR12
前言
水、汽、油等液体与产业发展拥有紧密联系，而液体在工业上的使用离不了管道网系统软件，有管道网必定有阀门。由于工控自动化的发展趋势，传统式的手工机械调节方式在很多场所已不再可用。要实现管道网系统软件的工控自动化管理方法，也是离不了电动调节阀这一管道网系统软件里的执行器。在一些使用场所，对阀体的操纵不单单是简单开关控制，还牵涉到开启度操纵及其总流量等各种关系操纵，他们闸阀电动执行器控制板的智能性提出了更高的需要。原文中运用微控制器设计了一种闸阀自动控制系统实现了阀门执行机构操纵的智能化系统。
1系统软件原理和作用
闸阀的控制量为阀门开度，在使用场所往往会依据现实必须将闸阀开或关，或是调到一定程度，乃至动态性的以某类规律性电源开关。在传统式的仿真模拟控制方式选用时长、电流的大小来表明闸阀的打开方向。因为危害时长、电流量(工作电压)等技术参数的要素许多，因而表明的打开视角与气动阀门的实际位置不容易做到同歩，经常会出现显著的偏差［3］。与此同时，简单模拟量控制给予的数据非常不足，不利系统软件的调节和维修。我设计方案的全智能自动控制系统选用智能化的办法来操纵电动执行器运作。其控制器系统构成如下图1所显示。
选用MOTOROLA企业片式微控制器和外场处理芯片构成智能化系统的部位控制单元，接受统一的规范直流信号(如4～20mA的电流信号)，经信号分析及A/D变换送往微控制器，微处理器将解决前的数据信息送往表明模块表明调整结论，计算解决后造成的控制信号推动交流电动机。除此之外，系统软件带通信作用，能够接受上位机软件的命令，开展远程控制计算机控制。与此同时还可以在控制器当地的触摸屏一体机上根据菜单栏和按键完成当场手动控制。
关键功能描述：
(1)一体化总体设计，立即接受4～20mA/4～12mA/12～20mA/0～5V/1～5V等控制信号，导出防护的4～20mA阀位反馈信号；
(2)具备模拟仿真运作作用，并可依据客户设置的总流量特性曲线运作；
(3)控制信号短路常见故障分辨、警报及维护作用。短路问题时可让执行器或开、或关、或保特、或在0～100%中间预设的任何值；
(4)数字显示，表明操纵信号值、阀位值、常见故障类型；
(5)RS485远程控制通信作用，根据通信协议在上位机软件开展程序编写组态软件，对全过程量、开关量作数据信息或图像处理。
(6)闸阀行程安排自整定，输出数字信号自校准。
2系统硬件构成
控制器依据智能化系统、稳定性高、抗干扰性强、低成本等标准，操纵关键选用8位微控制器MC68HC908SR12(SR12)，电机控制系统的主电路选用电力电子学完成。SR12具备速度更快、作用强和价钱劣等特性。其最大输出功率可以达到8MHz，有512字节数的片内RAM、12K字节数的片内FLASH储存器，14路10位A/D，及SCI、I2C、SPI等通讯接口［1，4］。
系统应用SR12内部结构的A/D开展闸阀部位数据信号及键入控制信号的收集，运用PWM导出通过过滤前的部位数据信号，运用I2C系统总线与外部存储器AT24C08开展通信存储设置值，运用SCI插口根据MAX485与上位机软件开展数据传输，灵活运用了该处理芯片的内部资源，节省了费用。
2.1数据信号键入一部分
运用SR12内部结构A/D变换，将键入的数字信号和闸阀部位意见反馈的数字信号开展量化分析。选用REF02做为A/D的基准电压，其环境温度飘移指数为3PPM/℃。
2.2数据信号导出一部分
SR12有3安全通道8位快速PWM，每一个安全通道有自主的电子计数器，可挑选PWM键入数字时钟以形成各种各样PWM工作频率，并有全自动相位差操纵。运用在其中一路PWM做为模拟量输出数据信号，其他双路做为电机控制系统数据信号。与此同时挑选I/O口PTB6做为电磁阀开关量输入输出的控制信号。
2.3输出防护
系统软件在工业生产当场使用中，牵涉到各种各样仪表盘、感应器及执行器，会因为各种原因引进信号干扰及其各种各样风险的强电压信号。以便保证系统的可靠，确保检验的合理性和运作的稳定性，选用光电耦合器LOC210对输出数据信号开展防护，如下图2所显示。
图2中，左边有CPU系统软件的数据地，右边有外界系统软件的地。与此同时，外界体系的开关电源与内部系统的电源充分防护。
2.4通信一部分
为了能进行工业生产当场远程操作和组合的必须，系统软件适用RS485通讯方式。脉冲信号变换处理芯片选用MAX485。具体工作的时候，能够与上位机软件开展远程控制通信，开展运行方式设置并监管运行状态。
2.5电机驱动器一部分
电动机的推动选用电力工程开关元件双向可控硅BTA16。双向可控硅具备电源开关速度更快、使用寿命长、无火苗和拉弧状况等特性［2］，确保执行器在高热标准下的长期性靠谱运作，与此同时有利于对电动机的维护。主电路与CPU中间选用光电耦合器MOC302X推动，如下图3所显示，图上ZL为电机负载。
在设计中，MOC3020的二极管精子活动率电流量为15mA,MOC3021和MOC3023各自为8mA和3mA，因此能够由MC68HC908SR12的I/O口选用灌电流量方法立即推动。在具体工作的时候RC吸取控制回路的具体主要参数必须依据电机参数(ZL)的差异明确。
需要注意的是，MOC302X的抗压是400V，假如电动机必须运行在380V下或是电动机的反电势较为过大时，要采用MOC308X系列产品。
3软件开发
控制板的系统关键是通过源程序、工业触摸屏程序处理及全自动调节、故障处理、A/D变换和数据处理方法、手动控制故障处理等程序段构成。主操作程序如下图4所显示。
在运行情况下，分辨各种各样常见故障情况，发觉常见故障，马上警报表明，与此同时导出一组电磁阀开关量数据信号给客户，并断开电动机开关电源。
系统软件选用4个键重复使用的办法完成系统的调节及主要参数设置。4个键的界定各自为F(Function)、U(Up)、D(Dowm)、S(Shift)。F为功能按键，按此键进到设置菜单，数次按F键后可撤出菜单栏。U、D键各自意味着提升和减少现阶段标值或开展主要参数挑选，在手动控制中意味着往上或往下命令。S为转换键，可以改变现阶段键入聚焦点，相互配合U、D键，能够很方便的完成随意数字的键入。
在电动机控制系统上选用PID调整，避免了超调量、震荡的产生，与此同时可选择立即控制算法和占比 步进电机操纵等控制方式，使体系能适合不一样种类的电动机。
系统软件的软件开发促使可随时随地调节闸阀两边部位，只需调整好行程开关后作一次自整定(F、S键与此同时按住10s)就可以，巨大地区便了客户。系统软件还给予RS485通信协议，客户能通过上位机软件程序编写控制阀门，使闸阀连接网络通信及计算机系统控制更为便捷。
4结语
该体系的每个关键程序模块集中化在片式微控制器中，降低了体系的成本费，提高了稳定性，减少了大小，可同时组装于电动执行机构内部结构而不用修改原机械机构，这不但方便了目前执行器的生产制造，也有益于原来旧设备的更新改造。与此同时，系统软件的硬件开发综合考虑了工业生产现场的自然环境状况，采用了健全的反干扰对策和常见故障保障措施，使体系能适用工业生产现场的自然环境。
该系统软件已具体建成投产，现阶段在各类工业生产条件下运作优良。
论文参考文献
［1］张友德.M68HC08系列产品单片机原理与运用［M］.上海市：上海复旦大学出版社出版，2001.
［2］王兆安.电力电子学［M］.北京市：机械工程出版社出版，2001.
［3］张卫华.电动调节阀智能化自动控制系统的研发［J］.青岛市大学学报，2003，16(3)：79-82.
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